PP_POE_滑石粉三元复合材料的研究
第22卷第3期高分子材料科学与工程V o l.22,N o.3 2006年5月POL Y M ER M A T ER I AL S SC IEN CE AND EN G I N EER I N G M ay2006 PP PO E 滑石粉三元复合材料的研究Ξ
李彩林,郭少云,陈 跃,李石磊
(高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065)
摘要:研究了弹性体(PO E)、滑石粉、偶联剂和填料处理方式对聚丙烯(PP)的力学性能、加工性能、结晶行为以及无机粒子在基体中分散形态的影响。结果表明,PP2(K7726) PO E(80 20)二元共混体系的综合性能较好;采用方式C(将两种偶联剂按1∶1的质量比,先加钛酸酯后加硅烷处理滑石粉)制得的PP2 PO E T alc(80 20 25)三元复合材料的力学性能比其它两种方式有显著提高。偏光显微镜(PLM)研究表明,方式C处理的滑石粉在体系中分散性最好;扫描电镜(SE M)显示,三元复合体系由PP2 PO E耗能少的空洞化断裂方式向耗能多的剪切屈服方式转变;D SC表明,采用方式C处理的滑石粉对聚丙烯的成核作用减弱。
关键词:聚丙烯;弹性体;滑石粉;偶联剂;增强;增韧;复合材料
中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:100027555(2006)0320214205
聚丙烯(PP)是一种综合性能优良的通用塑料,由于其来源丰富、价格便宜,易于成型加工,已成为通用树脂中发展最快的品种之一[1,2]。近年来,随着汽车、家电、机械等行业的迅速发展,通用PP已远不能满足各行业对材料性能的苛刻要求。由于聚丙烯复合材料所表现的强度增加或韧性提高总是以牺牲其它性能为代价的,所以如何保持改性聚丙烯强度和韧性的平衡一直是聚丙烯改性研究的重点之一[1,2]。有关学者在改善PP强度和韧性方面做了大量研究,较常采用的方法为无机粒子填充或弹性体共混,但两种方法皆不能达到同步增强增韧的目的[3～6]。为了在最大程度上寻求刚性与韧性的平衡,本文通过弹性体和无机粒子复合改性聚丙烯,以期得到满足汽车塑料产品要求的高强度高韧性聚丙烯材料。研究了新型弹性体PO E、滑石粉、偶联剂和填料处理方式对聚丙烯力学性能、加工性能、结晶行为以及无机粒子在基体中分散形态的影响。
1 实验部分
1.1 原材料
聚丙烯树脂:PP1(K7008),熔体流动速率7.4g 10m in,PP2(K7726),熔体流动速率27.8g 10m in,北京燕山石油化工股份有限公司产品;乙烯22辛烯共聚物(PO E):EG8150,辛烯含量25%,美国D uPon t2Dow化学公司产品;滑石粉(T alc):1250m esh,成都细宝公司产品;硅烷偶联剂(KH2550):南京康普顿曙光有机硅化工有限公司产品;钛酸酯偶联剂(ND Z2201):南京曙光化工厂产品。
1.2 试样制备
为确保滑石粉在基体中的均匀分散,在使用前经100℃干燥和偶联剂处理。按T ab.1所列的物料配比称量,经高速捏合机混合均匀后,在双螺杆挤出机(螺杆直径D=25mm,长径比L D=30)上熔融共混,挤出造粒。挤出机各段温度从加料口到机头依次为165℃,185℃, 195℃,195℃,190℃,螺杆转速20r m in。将所得粒料在80℃干燥2h,经注塑机注射成标准试样,以供性能测试使用,其中注塑机喷嘴和模具温度分别控制在220℃和50℃,注射压力为80M Pa,成型周期为58s。
Ξ收稿日期:2005210231;修订日期:2006201218
基金项目:国家自然科学基金(50233010,2034037)
联系人:郭少云,从事聚烯烃结构与性能研究,E2m ail:nic7702@https://www.wendangku.net/doc/5c13964569.html,
Tab .1 Sam ple co m position &code of PP POE and PP POE Ta lc blends
Samp le
code M ass fracti on (%)
PP (K 7008)
PP (K 7726)
PO E
T alc
F iller treated
PP 1100
PP 2100
EP 180
20EP 28020EP 2 T K 802025KH 2550treated EP 2 TN 802025ND Z 2201treated EP 2 T KN
802025KH 2550and ND Z 2201
treated
F ig .1 Effect of talc con ten t on mechan ical properties of EP 2blends
■,□:EP2 T K;?, :EP2 TN.
Tab
.2 Effects of POE on properties PP N a m e
PP 1EP 1PP 2EP 2Tensile strength (M Pa )
24.718.123.817.1E l ongati on at break (%)426.5429.2145.2113.9F lexural strength (M Pa )30.422.530.022.3F lexural modulus (M Pa )
1263833.71370785.7M FR (g 10m in )7.44.627.815.1I m pact strength (kJ m 2)
43.8
61.4
13.1
55.1
1.3 性能测试及结构表征
力学性能:按GB T 1040-92标准在4302
型In stron 万能材料实验机上测试;缺口冲击强度:按GB T 1843-1996标准在XJ 240A 型悬臂梁冲击实验机上测定;熔体质量流动速率(M FR ):按GB T 3682-83标准测试,负载2.16kg ,温度230℃;SE M 观察:样品置于液氮中冷却脆断,将脆断面真空镀金后置于S 2450型扫描电镜中观察其形貌;PLM 观察:将压成薄膜的样品夹在两块载玻片中,置于12Po ls .型偏光显微镜上,以90℃ m in 升温至210℃,恒温5m in 以消除热历史,再降至130℃使样品冷却结晶,分别在210℃和130℃拍下偏光照片。D SC :在N ET ZSCH D SC 204热分析仪上进行,称5m g 左右样品于氮气气氛中,以10℃ m in 的升温速率升至200℃,在此温度保持5m in 消除热历史后降至30℃,再以10℃ m in 的升温速率升至200℃,记录聚丙烯的结晶、熔融曲
线。
2 结果与讨论
2.1 PP 及PP POE 共混物的性能
由T ab .2可知,本研究选用了两种熔体指
数和冲击强度相差很大的聚丙烯材料,加入相同质量分数(20%)的PO E 后,其拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均有较大程度的下降,但韧性有较大幅度的提高。与EP 1共混物相比,EP 2共混物的冲击强度提高幅度很大,约为PP 2基体冲击强度的4倍,并且EP 2的熔体流动速率高达15.1g 10m in ,远高于EP 1的熔体流动速率4.6g 10m in ,成型加工性能好,适宜注射成型汽车工业大型薄壁制品。因此选用EP 2二元共混物来研究填料及填料的处理方式等对EP 2的力学性能、加工性能和结晶性能等的影响。2.2 滑石粉表面处理及用量对EP 2共混物性能的影响
2.2.1 滑石粉的用量对EP 2共混物力学性能的影响:由F ig .1a 可知,对加入硅烷偶联剂处理的滑石粉填充聚丙烯体系(EP 2 T K ),滑石粉的加入有助于EP 2拉伸强度的提高,但其冲击强度却随滑石粉用量的增加迅速下降;而对于加入钛酸酯偶联剂处理的滑石粉填充聚丙烯体系(EP 2 TN ),滑石粉的加入对体系的增强
5
12 第3期李彩林等:PP PO E 滑石粉三元复合材料的研究
作用不明显,且在滑石粉用量超过5份时,拉伸强度有一定程度降低。由F ig .1a 还可看出,缺口冲击强度随滑石粉用量的增加均呈下降趋势,但与EP 2 T K 相比,EP 2 TN 冲击强度降低不多,当填料添加到25份时共混物冲击强度还
高达35.3kJ m 2,比EP 2 T K 的13.4kJ m 2
高出2.6倍。由F ig .1b 可见,随着滑石粉填料的加入共混物的断裂伸长率均先增后降,当滑石粉(T K )用量为5份时达极大值,再增加滑石粉用量,断裂伸长率则急剧下降;EP 2 TN 的断裂伸长率在填料(TN )添加量为10份时达极大值(219.8%),比未加滑石粉的EP 2体系(113.9%)提高了约1倍,再继续加入填料,断裂伸长率则大幅度降低。由F ig .1b 还可看出,当填料用量不超过5份时,共混物的弯曲强度均随填料的增加而呈上升趋势;当添加量超过5份时,EP 2 T K 共混物的弯曲强度仍有所增加,而EP 2 TN 变化趋势不明显。在整个组成范围内,EP 2 T K 体系的弯曲强度优于EP 2 TN 体系。
综上所述,硅烷偶联剂处理对增加滑石粉填充聚丙烯体系的刚性有利,相对而言,钛酸酯偶联剂处理对提高滑石粉填充聚丙烯体系的韧性有利。为了充分发挥两种偶联剂的优势,本文考察了三种方式处理的滑石粉对填充聚丙烯体系性能的影响。
Tab
.3 Effects of surface trea t m en t m ethods on properties of EP 2blends
N am e
A
B C T ensile strength (M Pa )16.416.317.0E longati on at break (%)429.1430.1430.2F lexural strength (M Pa )22.123.624.1F lexural modulus (M Pa )
884.610601112M FR (g
10m in )12.313.112.8I mpact strength (kJ m 2)
36.6
39.0
44.9
2.2.2 滑石粉的表面处理方式对EP 2共混物
性能的影响:在T ab .3中,三组共混物相应的填料处理方式分别为方式A 、方式B 和方式C ,且两种偶联剂的配比均为1∶1,方式A 为两种偶联剂先混合均匀后再处理滑石粉;方式B 为先加硅烷偶联剂处理滑石粉,然后再加入钛酸酯偶联剂处理;方式C 为先加入钛酸酯偶联剂处理后再加入硅烷偶联剂。由T ab .3可知,C 方式处理样品的拉伸强度、弯曲强度、弹性模量以及缺口冲击强度均优于A 和B 方式处理的样品;而三者的M FR 又基本相当,均大于12g 10
m in ,易于成型加工。
因此,采用方式C 制备的复合材料(即PP 2 PO E T alc 的质量百分比为80 20 25,代码为EP 2 T KN )其综合性能优于A 和B 样品。
2.2.3 滑石粉用量对EP 2共混体系流动性的
影响:由F ig .2可以看出,滑石粉的加入使共混体系的熔体M FR 下降。当滑石粉用量低于5份时,填料的加入使两种共混物的M FR 都急剧下降,这是由于滑石粉增大了基体间的内摩擦阻力,影响了分子间的相对运动,从而使M FR 降低。当填料用量超过5份时,EP 2 T K 体系的M FR 先有轻微增加然后急剧下降,但EP 2 TN 体系的M FR 变化幅度不大
。
F ig .2 Effect of talc con ten t on M FR of EP 2blends
■:EP 2 T K ;?:EP 2 TN
.
(a )EP 2(b )EP 2 T K (50×10)
612高分子材料科学与工程2006年
(c )EP 2 TN (50×10)(d )EP 2 T KN (50×10)
F
ig .3 SE M m icrographs of ten sile fracture surfaces of EP 2,EP 2 TK ,EP 2 TN and EP 2 TKN blends
Tab .4 M elti ng and crysta lli ne da ta of PP ,EP 2and EP 2 Ta lc ternary co m posites
Samp le code T c (℃)
T m (℃)
T onset (℃)
?T =T m -T c (℃)
?H f (J g )
X c (%)
PP 2130.80167.50126.8736.
7098.5547.15EP 2130.50167.37126.8536.8789.5942.86EP 2 T K 130.19166.89126.6836.70105.8650.65EP 2 TN 125.20165.78122.1640.5899.0347.38EP 2 T KN
123.99165.53120.9341.
54
91.38
43.72
F ig .4 D SC curves of PP 2,EP 2and EP 2 Talc co mpos -ites at cooli ng rate of 10℃ m i n
1:PP 2;2:EP 2;3:EP 2 T K ;4:EP 2 TN ;5:EP 2 T KN .
2.3 拉伸断面形貌分析
从F ig .3a 的SE M 照片上可以看出,弹性体
微粒与基体间无明显间隙,在拉伸方向有少量PP 纤丝相连,弹性体微粒与基体内部结构不均匀,共混物断裂伸长率下降,呈脆性断裂特征。由F ig .4b 可以看出,填料粒子颗粒较大,“团聚”现象严重,分散性差;粒子界面清晰,与基体间的相容性差,可能是由于“团聚”粒子的表面缺陷引起基体树脂损伤而产生大量的应力集中,从而使基体形变受限,断裂伸长率较低。由F ig .3c 可见,EP 2 TN 试样的粒子尺寸较小,分散较为均匀,没有大尺寸聚集体,粒子与基体间的亲和性较好,基体形变较明显,断裂伸长率较高。由F ig .3d 可看出,EP 2 T KN 基体树脂在断口断裂处受到强烈的拉应力作用而形成大量条带状或纤维状形变区域,显示出塑性形变
特征。由以上可知,三元复合体系由耗能少的EP 2空洞化断裂方式向耗能多的EP 2 T KN 基
体屈服方式转变,其形貌特征与前面的力学性
能相一致。2.4 EP 2 滑石粉三元复合体系的D SC 分析
由F ig .4和T ab .4所示,EP 2二元共混体系的T c 、T onset 和T m 值与PP 2的基本相当,但其结晶度X c 却比PP 2有很大程度降低;三元共混体系EP 2 T alc 的T c 、T onset 和T m 值均比二元共混体系EP 2有所降低,其降低程度依次为EP 2 T K 度均比EP 2的结晶度高。这说明不同偶联剂处理的滑石粉对聚丙烯的成核作用各异,滑石粉(T K )与基体间的相容性较差,成核作用较明显,结晶度较高;相比较而言,滑石粉(TN )则次之;而使用复合偶联剂处理的滑石粉则可有效改善填料与基体间的界面相互作用,阻碍填料直接与聚丙烯基体结合所起的成核作用,因此结晶度最低。 3 结论 (1)弹性体PO E 的加入对聚丙烯力学性 能、加工流动性能和抗冲击韧性有很大影响,PP 2 PO E (EP 2)共混体系的综合性能较好。(2)在EP 2共混体系中加入相同含量(20%)的滑石粉,采用方式C 制备的三元复合材料的综合性能优于方式A 、B 制备的三元复合材料。(3)滑石粉(T K 和TN )的用量对EP 2共混体系的影响各异,EP 2 T K 复合体系的拉伸强度和 7 12 第3期李彩林等:PP PO E 滑石粉三元复合材料的研究 弯曲强度优于EP2 TN,但EP2 TN的冲击韧性和流动性更好,因此考虑将两种偶联剂复合使用,并结合方式C处理滑石粉填料,以获得综合性能优异的三元复合材料PP PO E T alc (EP2 T KN),其质量比为80 20 25。 参考文献: [1] L eong Y W,A bu BakarM B,M ohd Z A Ishak,A.A rif2 fin.Po lym er D egradati on and Stability,2004,83:411～422.[2] Zhang X F,X ie F,Pen Z L,et al.European Po lym er Journal,2002,38:1～6. [3] Co llar E P,L aguna O,A reso S,et al.European Po ly2 m er Journal,2003,39:157～163. 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A STUDY ON PP POE Ta lc TERNARY COM POSITES L I Cai2lin,GU O Shao2yun,CH EN Yue,L I Sh i2lei (S ta te K ey L abora tory of P olym er M a teria ls E ng ineering,P olym er R esea rch Institu te of S ichuan U n iversity,Cheng d u610065,Ch ina) ABSTRACT:T he effects of PO E,talc,coup ling agen ts and treated m ethods of filler on m echan i2 cal p rop erties,m elt visco sity,crystallizati on behavi o r and disp ersing m o rp ho logy of ino rgan ic p articles of PP w ere studied.It is ob tained that com p rehen sive p rop erties of PP2(K7726) PO E (80 20)b inary b lends are better than tho se of PP.M echan ical p rop erties of PP2 PO E T alc ternary com po sites are greatly increased by m ethods C,in w h ich talc is treated by o rgan ic titanate and silane coup ling agen t o rderly.T he resu lts of po larizing m icro scop e indicate that the talc treat2 ed by m ethod C has the best disp ersi on in the m atrix.T he SE M resu lts reveal that the fractu re m ode is changed from vo id fo rm ati on of PP2 PO E to shear2yield fo rm ati on of PP2 PO E T alc. T he D SC resu lts indicate that the talc treated w ith m ethod C has a low heterogeneou s nucleati on fo r PP. Keywords:PP;PO E;T alc;coup ling agen ts;reinfo rcing;toughen ing;com po sites (上接第213页。continued from p.213) PREPARAT I ON AND PROPERT IES OF TRANSPARENT COAT ING FOR POLYACRYLATES COPOLYM ER MOD IF IED W ITH ORGANOSI L I CON L I U X in2jie1,L I N W ei2w ei1,TAO X iao2le2,ZHON G W en2de2,ZH EN G Q iang1,2 (1.D ep a rt m en t of P olym er S cience&E ng ineering,Z hej iang U n iversity,H ang z hou310027,Ch ina;2.R&D Cen ter,H ang z hou Z h ij iang S ilicone Co.,L td.,H ang z hou311203,Ch ina) ABSTRACT:A tran sp aren t hydrop hob ic coating con tain ing silicone2acrylics resin s fo r ino rgan ic glass w as p rep ared by m ix ing hydro lyzed KH560and po lyacrylates copo lym er.T he raw m arerials u sed to syn thesize acrylic copo lym er w as syn thesized by u sing n2bu tyl acrylate(BA),m ethyl m ethacrylate(MM A),ethyl acrylate(EA)and m ethacrylic acid22hydroxyethyl ester(H E M A). T he coating p roducts exh ib ited good adhesi on w ith base m aterial.T he p repo lym er w as coated and cu red w ith silicone m onom er KH560by heating to fo rm a m em b rane,w h ich endow s p roducts hy2 drop hob ic p rop erty,w ater2resistance and therm al stab ility at h igh tem p eratu res.It is found that w ith increasing the con ten t of KH560,these p rop erties of the m em b rane i m p rove w ithou t the lo ss of tran s m issivity. Keywords:silane coup ling;acrylic resin;hydrop hob ic p rop erty;tran s m issivity 812高分子材料科学与工程2006年 金属基复合材料的现状与 展望 学院：萍乡学院 专业：无机非金属材料 学号：13461001 姓名：蒋家桐 摘要综述了金属基复合材料的进展情况,重点阐述了颗粒增强金属基复合材料和金属基复合 涂层的进展,包括其性能、现有品种、制备工艺、应用情况. 同时报道了目前本领域研究存在的问 题,如:力学问题、界面问题、热疲劳问题,并在此基础上展望发展前景. 关键词颗粒增强金属基复合材料,复合涂层材料,界面,热疲劳,功能梯度材料 随着近代高新技术的发展,对材料不断提出多方面的性能要求,推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等多方面发展[1 ] . 复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前面临的问题,推进了材料的进展.金属基复合材料(MMC) 是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料. 这种材料的主要目标是解决航空、航天等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要,它在60 年代末才有了较快的发展,是复合材料一个新的分支. 目前尚远不如高聚物复合材料那样成熟,但由于金属基复合材料比高聚物基复合材料耐温性有所提高,同时具有弹性模量高、韧性与耐冲击性好、对温度改变的敏感性很小、较高的导电性和导热性,以及无高分子复合材料常见的老化现象等特点,成为用于宇航、航空等尖端科技的理想结构材料. 1 进展情况 目前,金属基复合材料基本上可分为纤维增强和颗粒增强两大类,所用的基体包括Al , Mg ,Ti 等轻金属及其合金以及金属间化合物等,也有少量以钢、铜、镍、钴、铅等为基体. 增强 纤维主要有碳及石墨纤维、碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维等,增强颗粒有碳化硅、氧化铝、硼 化物和碳化物等. 用以上的各种基体和增强体虽可组成大量金属基复合材料的品种,但实际上 只有极少几种有应用前景,多数仍处在研究开发阶段,甚至也有不少品种目前尚看不到其应用 前景[2 ] . 1. 1 纤维增强金属基复合材料 纤维增强金属基复合材料,由于具有高温性能好、比强度、比模量高、导电、导热性好等优 点,而成为复合材料的主要类型. 1. 2 颗粒增强金属基复合材料 由于纤维增强金属基复合材料存在上述缺点,从而未能得以大规模工业应用,只有美国、 日本等少数发达国家用于军事工业. 为此,近年来国际上又将注意力逐渐转移到颗粒增强金属 基复合材料的研究上. 这一类金属基复合材料与纤维增强金属基复合材料相比制备工艺简单, 成本低,可采用常规金属加工设备来制造,这样有利于其开发和应用. 可见,颗粒增强金属基复 合材料是非常有发展前途的. 金属基颗粒复合材料通常是作为耐磨、耐热、耐蚀、高强度材料开发的,目前用于颗粒增强 木塑复合材料 一，木塑复合材料定义 以木材为主要原料，经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合方法生成的高性能、高附加值的新型复合材料。又称WPC. 木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。 如下图所示 二，木塑复合材料的主要特点 1）良好的加工性能。木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。 2）良好的强度性能。木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2——5倍。 3）具有耐水、耐腐性能，使用寿命长，木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50年以上。 4）优良的可调整性能，通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。 5）具有紫外线光稳定性、着色性良好。6）其最大优点就是变废为宝，并可100%回收再生产。可以分解，不会造成“白色污染”，是真正的绿色环保产品。 7）原料来源广泛。生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。 8）可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小。随着对木塑复合材料的研发，生产木塑复合材料的塑料原料，除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外，还有聚氯乙烯和PS。工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机，再到由平行双螺杆挤出机初步造粒，再由锥形螺杆挤出成型，可以弥补难以塑化，抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点，徐州汉永塑料新材料有限公司在这方面取得了显著的成果。所制造的WPC材料完全可以达到GB/T24137和ASTM D7031；ASTM D7032；BS DD CEN/TS15534-3的要求 三，木塑复合材料适用范围 木塑复合材料的最主要用途之一是替代实体木材在各领域中的应用，其中运用最广泛的是在建筑产品方面，占木塑复合用品总量的75%。 塑木板材产品具有广阔的应用前景和市场前景，其应用场合非常广泛。根据材料性能的应用范围和国内外的有关报道，目前已经开发的用途及使用场合如下：公园、球场、街道等场合，特别适合露天桌椅；建筑材料、吊板、屋顶、高速公路噪音隔板等；市政交通方面标记牌、广告板，格栅板，汽车装饰板材等；包装材料、搬运垫板、托盘和底盘；家庭围墙、花箱、篱笆、走道、地板、防潮隔板；各种体育馆装饰板材、地板;铁路枕木、矿井坑木;军事用具、武器附属品；计算机、电视机、洗衣机、冰箱等家电物品的外壳；汽车配件等。将来使用最大市场是逐步替代塑钢、铝合金建材市场 ***公司 年产1万吨木塑复合材料技改项目资金申请报告 编制时间：2011年11月 第一章项目单位基本情况及财务状况 1.1项目单位基本情况 ***公司是***人民政府2007年重点招商引资的一家以发展红椿木种植及林产品精加工的涉林企业。企业于2009年入住***工业园区，注册资金1000 万元。主要从事林地流转,发展红椿木种植基地和林产品精加工。公司于2009年被增补授予“***林业产业化龙头企业”称号。 企业现在拥有木材加工厂两座，一座是位于***的木材粗加工厂，一座是位于***木材精加工厂。厂区占地面积总计21938.4平方米。至2010年底公司已投入资金2000余万元，建设宿舍楼及钢结构厂房9446.71平方米，引进先进的木材精加工设备35台套。 企业现阶段主要产品是出口包装箱的围板，连接板及托盘，通过采取销售联盟合作方式产品远销欧美市场，公司已与***木业包装、江苏***木业、江苏***木业签订10年的产业基地、技术、销售三联盟合作协议。通过不断的技术革新，公司已形成年加工2万方的木材加工能力。公司2010年完成销售2561万元。 企业现有职工136人；其中工程技术人员19人。公司领导班子共7人，其中总经理1人，副总经理3人，经理助理1人，工会主席1人，监事会人员1人，公司管理层平均年龄35岁，全部具有大专及以上学历。 企业通过现代社会先进的管理模式与经验，企业管理正步入科学化、人性化。企业有严谨的人、财、物、生产、技术、经营、管理制度，产品生产成本核算可以量化、细化到每一道细小环节，为独成本核算提供科学、切实可行的依据。 ***公司拟在现在现有厂区设备基础上，进行年产1万吨木塑复合材料项目技改，截止2011年11月，已初步完成地坪整理及钢结构厂房建造，项目进度完成40%。 1.2项目单位财务状况 ***公司经过不断的连续投入与飞速发展，截止2010年底公司总资产已达到3946万元。各类财务数据详见下表： 三元系锂电池正极材料研究现状 摘要：综述了近年来锂离子电池层状Li-Ni-Co-Mn-O正极材料的研究进展，重点介绍了正极材料LiNi l/3Co l/3Mn l/3O其合成方法电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究结果。 三元系正极材料的结果： LiMn x Co y Ni1-x-y O2具有α-2NaFeO2层状结构。Li原子占据3a位置,Ni、Mn、Co随机占据3b位置,氧原子占据6c位置。其过渡金属层由Ni、Mn、Co 组成,每个过渡金属原子由 6 个氧原子包围形成MO6 八面体结构,而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的(MnxCo yNi1-x-y) O2层之间。在层状锂离子电池正极材料中均有Li+与过渡金属离子发生位错的趋势,特别是以结构组成中有Ni2+存在时这种位错更为突出。抑制或消除过渡金属离子在锂层中的位错现象是制备理想α-2NaFeO2结构层状正极材料的关键，在LiMn x Co y Ni1-x-y O2结构中, Ni2+的半径( rNi2+=0.069nm)与Li+的( rLi+=0.076nm)半径接近,因此晶体结构会发生位错,即过渡金属层中的镍原子占据锂原3a的位置,锂原子则进驻3b位置。在Li+层中,Ni2+的浓度越大,则Li+在层状结构中脱嵌越困难,电化学性能越差。而相对于LiNiO2及LiNi x Co1-x-y O2 ,LiMn x Co y Ni1-x-y O2中这种位错由于Ni 含量的降低而显著减少。同时由于Ni2 + 的半径( rNi2 + =0. 069nm) 大于Co3+ ( rCo3+ = 0. 0545nm) 和Mn4 + ( rMn4 + =0. 053nm) ,LiMnxCo yNi1 - x - yO2 的晶格常数有所增加。 由于充分综合镍酸锂的高比容量、钴酸锂良好的循环性能和锰酸 热压罐介绍 目录 热压罐概述 (2) 热压罐性能 (2) 控制系统的优越性 (3) 安全可靠性 (3) 提供多种选择性 (4) 主要技术参数 (4) 热压罐用途 (4) 热压罐工艺成型典型产品 (5) 热压罐概述 热压罐主要用于金属/非金属胶接结构件和树脂基高强度玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维和环氧树脂复合材料热压固化成型关键设备。该设备可在对复合材料产品抽真空的情况下，实现加温、加压固化成型。 热压罐是聚合物基复合材料构件制品成型的关键工艺设备。热压罐成型工艺是将复合材料毛坯、蜂窝夹心结构或胶接结构用真空袋密封在模具上，置于热压罐中，在真空（或非真空）的状态下，经过升温、加压、保温（中温或高温）保压、降温卸压过程，使其成为所需要形状和质量状态制品的成型工艺方法。热压罐成型工艺是广泛应用的复合材料结构、蜂窝夹心结构及金属或复合材料胶接结构的主要成型方法之一。材料成型时，利用热压罐提供的均匀温度和压力环境实现固化，所以可得到表面与内部质量较高，结构复杂，面积巨大的符合材料制作。 复合材料基体树脂的固化，除了与树脂分子结构有关，还与其它组分（固化剂，交联促进剂等）有关。外界条件--温度、压力和时间因素对固化起着重要作用，通常称这三个因素为主要工艺参数，一切热压罐成型工艺方法都要根据基体树脂的分子结构变化规律确定其相应的工艺参数，热压罐必须具备实现控制这些工艺参数的功能。 热压罐性能 我公司生产的热压罐温度、压力、真空的控制均满足符合波音BAC5621“K”、D6-56273“B”、D6-49327“E”和AMS2750“D”工艺标准、 我公司生产的热压罐可达到真空袋内工件、模具与罐内空气温度的统一性，有效控制工件不同位置的温差，工作温差能够控制在±0.5℃ 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 C/C复合材料与金属材料的热压连接 作者：郭琛， 郭领军， 李贺军， 李克智 作者单位：西北工业大学,超高温复合材料国家重点实验室,陕西,西安,710072 刊名： 炭素技术 英文刊名：CARBON TECHNIQUES 年，卷(期)：2009,28(5) 参考文献(16条) 1.李贺军;曾燮榕;李克智碳/碳复合材料研究应用现状及思考[期刊论文]-炭素技术 2001(05) 2.郭领军;李贺军;薛晖;李克智 付业伟短切炭纤维增强沥青基C/C复合材料的力学性能[期刊论文]-新型炭材料2006(01) 3.J-L LI;J-T XIONG;F-S ZHANG Transient liquidphase diffusion bonding of two-dimensional carbon-carbon composites to niobium alloy 2007(484) 4.张贵锋;张建勋瞬间液相扩散焊与钎焊主要特点之异同[期刊论文]-焊接学报 2002(06) 5.秦优琼;冯吉才;张丽霞C/C复合材料与TC4合金钎焊接头的组织与性能分析[期刊论文]-稀有金属材料与工程2007(07) 6.M SINGH;T P SHPARGEL;G N MORSCHER Active metal brazing and characterization of brazed joints in titanium to carbon-carbon composites 2005(412) 7.P APPENDINO;Monica Ferraris;VMentina Casalegno Joining of C/C composites to copper 2003(68) 8.何鹏;冯吉才异种材料扩散连接接头残余应力的分布特征及中间层的作用[期刊论文]-焊接学报 2002(01) 9.P APPENDINO Direct joining of CFC to copper 2004(329) 10.张福勤;黄伯云;黄启忠Cu-cr合金熔覆表面改性炭/炭复合材料[期刊论文]-矿冶工程 2007(06) 11.陈康华;包崇玺金属/陶瓷润湿性(上) 1997(03) 12.BUCKLEY JD.EDIEDD Carbon-Carbon Materials and Composites 1993 13.李贺军;罗瑞盈;杨峥碳/碳复合材料在航空领域的应用研究现状[期刊论文]-材料工程 1997(08) 14.所俊SiC陶瓷及其复合材料的先驱体高温连接及陶瓷金属梯度材料的制备与连接研究[学位论文] 2005 15.张雷;曲文卿;庄鸿寿碳纤维复合材料与金属连接及接头力学性能测试[期刊论文]-材料工程 2007(z1) 16.Savage G Carbon-carbon composites 1993 本文读者也读过(10条) 1.向巧.罗瑞盈.章劲草.XIANG Qiao.LUO Rui-ying.ZHANG Jin-cao炭/炭复合材料等温CVI工艺计算机模拟的应用[期刊论文]-炭素技术2009,28(1) 2.所俊.陈朝辉.郑文伟.韩卫敏.SUO Jun.CHEN Zhaohui.ZHENG Wenwei.HAN Weimin先驱体硅树脂高温连接 Cf/SiC复合材料--惰性及活性填料对连接性能的影响[期刊论文]-复合材料学报2005,22(4) 3.席琛.李贺军.李克智钨酚醛树脂连接炭/炭复合材料的工艺研究[会议论文]-2004 4.耿浩然.李辉.陈广立铝基钎料钎焊碳/碳复合材料的组织及强度[会议论文]-2008 5.陈铮.金朝阳.顾晓波.邹家生用Cu箔中间层瞬间液相连接SiCP/Al 复合材料的界面现象与连接强度[期刊论文]-焊接学报2001,22(5) 6.纪伶伶.崔红.嵇阿琳.Ji Ling-ling.Cui Hong.Ji A-lin针刺用炭布/网胎复合织物单层增厚及变形性分析[期刊论文]-炭素2010(1) 7.童巧英在线液相渗透连接C/SiC复合材料的显微结构与性能[学位论文]2003 复合材料英语 复合材料专业术语 高性能的长纤维增强热塑性复合材料：（LF(R)T）Long Fiber Reinforced Thermoplastics 玻璃纤维毡增强热塑性复合材料：（GMT）Glass Mat Reinforced Thermoplastics 短玻纤热塑性颗粒材料：（LFT-G）Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Granules 长纤维增强热塑性复合材料：（LFT-D）Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Direct 玻纤：Glass Fiber 玄武岩纤维：Basalt Fibre （BF） 碳纤维：CFRP 芳纶纤维：AFRP ( Aramid Fiber) 添加剂：Additive 树脂传递模塑成型：（RTM）Resin Transfer Molding 热压罐：autoclave 热压罐成型：autoclave moulding 热塑性复合材料缠绕成型：filament winding of thermoplastic composite 热塑性复合材料滚压成型：roll forming of thermoplastic composite 热塑性复合材料拉挤成型：pultrusion of thermoplastic composite 热塑性复合材料热压罐/真空成型：thermoforming of thermoplastic composite 热塑性复合材料液压成型：hydroforming of thermoplastic composite 热塑性复合材料隔膜成型：diaphragm forming of thermoplastic composite 离心浇注成型：centrifugal casting moulding 泡沫贮树脂成型：foam reserve resin moulding 环氧树脂基复合材料：epoxy resin matrix composite 聚氨酯树脂基复合材料：polyurethane resin matrix composite 热塑性树脂基复合材料：thermoplastic resin matrix composite 玻璃纤维增强树脂基复合材料：glass fiber reinforced resin matrix composite 碳纤维增强树脂基复合材料：carbon fiber reinforced resin matrix composite 芳纶增强树脂基复合材料：aramid fiber reinforced resin matrix composite 混杂纤维增强树脂基复合材料：hybrid fiber reinforced resin matrix composite 树脂基复合材料层压板：resin matrix composite laminate 树脂基纤维层压板：resin matrix fiber laminate 树脂基纸层压板：resin matrix paper laminate 树脂基布层压板：resin matrix cloth laminate 众所周知,三元材料由于其独特的优势,已经成为一种最有潜力的锂离子电池正极材料,无论应用于动力还是电子产品方面的前景都是十分被看好的,由于该材料的研发时间较短，相比目前主流的钴酸锂而言还存在一些劣势，尤其是在能量密度方面，仍有很大的潜力，而高能量的三元材料越来越被市场所欢迎和接受。 通常来说要提高三元材料克容量又要保证其稳定性，一般有如下两种方式：1，提高压实密度和充电电压。2，开发新型的富锂高锰材料。但是目前市场上的三元材料大多数为二次团聚颗粒，压实密度很难提高，而且存在辊压过程中二次颗粒破碎的现象，同时，为了提高克容量而开发的高镍产品耐高压能力很差；而富锂高锰材料受到专利问题和技术问题的限制，短期内产业化的可能性很小。 针对这一课题，我们新正锂业提出如下两种方案： 方案一，我们研发的单晶一次颗粒的LNCM-50产品（523型），常规电压下得克容量在165左右，达到了国内某公司高镍产品的水准，但是其在常规电压下的稳定性极为优秀，远超过其他532型产品，而且压实密度为3.6-3.7，而且在今后一段时间内，随着对颗粒度的不断优化调整，其压实可以进一步提高，总体能量密度接近或者超过目前高端钴酸锂的水准。方案二，同为单晶一次颗粒的LNCM-35产品（111型），专门面向高压研发，目前来说，4.35V甚至4.5V高电压是三元材料的发展趋势，中国某顶级企业已经用我们的LNCM-35率先推出了高电压纯三元高稳定性锂离子电池，可见其技术问题并不是十分难以攻克，其4.35V的克容量为165，压实密度在3.8左右，此外，一些厂家在4.5V下做过测试，其克容量约为190，稳定性依然良好，可见我们的LNCM-35拥有十分出色的高压潜力，而超高压产品的推出也只是时间问题。 此外，我们针对富锂高锰的研发，也在不断的进行中，年初曾经中试生产出一批样品，其克容量在225左右，其他性能也比较稳定，鉴于目前市场需求尚不明确，所以暂停了对其批量生产的工作，市场一旦需求，我们会在最短的时间内推出面市。 我们新正锂业的产品虽然重视高能量，但是一直把产品的稳定性和安全性放在首位。在安全的基础上，更多发掘产品其他性能的潜力是我们不变的追求。 衷心的希望本文您对您有所帮助。 可能会有这样的疑问，为什么我没有提到更高克容量的镍钴铝和高镍的811三元以及镍钴算锂，富锂高锰也只是顺便一提。 因为以上的材料，尤其是前三种，其虽然具有很高的比容量，但是材料本身的稳定性比较差，最直观的来说，其镍含量都很高，镍元素在材料中过多的话会降低材料的抗高压能力，增加材料的吸水性，单纯从这方面来说，就减小了材料向高压方向发展的可能性，更重要的是增加了制作电池过程中的难度和成本，这也应了一句话：一款材料是否适合产业化生产，不能只看其优势，更重要的是是否有致命的缺陷。简言之，适合的就是最好的。 金属基复合材料论金属基复合材料（MMC），这一术语包括很广的成分与结构，共同点是有连续的金属基体（包括金属间化合物基体）。现代科学技术对现代新型材料的强韧性，导电、导热性，耐高温性，耐磨性等性能都提出了越来越高的要求。与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有较高的比强度与比刚度，而与高分子基复合材料相比，它又具有优良的导电性而耐热性，与陶瓷材料相比，它又具有较高的韧性和较高的抗冲击性能。这些优良的性能决定了它从诞生之日起就成了新材料家庭中的重要一员。它已经在一些领域里得到应用并且其应用领域正在逐步扩大 一、金属基复合材料分类 通常，金属基复合材料根据增强相、基体种类或材料特性进行分类。由于金属基复合材料的特性，特别是力学性能与增强相的形态、体积分数、取向，以及分散等直接相关，故多采用增强相对复合材料进行分类。但是，具有两种以上的增强相的混合复合材料是很难包括在增强相分类复合材料中的。例如，采用晶须和颗粒两种增强材料的复合材料。随着新型复合材料的不断开发，其分类的界线将变得模糊。 1.1. 按用途分类： ⑴结构复合材料：高比强度、高比模量、尺才稳定性、耐热性等是其主要性能特点。用于制造各种航天、航空、汽车、先进武器系统等高性能结构件。 ⑵功能复合材料：高导热、导电性、低膨胀、高阻尼、高耐磨性等物理性能的优化 组合是其主要特性，用于电子、仪器、汽车等工业。强调具有电、热、磁等功能特性 ⑶智能复合材料则强调具有感觉、反应、自监测、自修复等特性。 1.2.按增强材料形态分类 可分为纤维增强金属基复合材料、颗粒和晶须增强金属基复合材料。 1.3.按金属基体分类 可分为铝基复合材料，钛基复合材料、镁基复合材料、高温合金复合材料和金属间化合物复合材料。 1.4.按增强体类型分类 在自然界中，锂元素是最轻的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm-3，电化学当量最小，为0.26 g·Ah-1，标准电极电位最负，为-3.045 V，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。 层状的Co02，其理论容量为274 mAh／g，实际容量在140～155 mAh／g。其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。 镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足 (1)合成工艺不成熟，工艺复杂。由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。 目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有： (1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物； (2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用； (3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。其中利用具有多元素过渡金属协同效应的镍钴锰等复合嵌锂氧化物，因其良好的研究基础及可预见的应用前景而成为近年备受关注的焦点之一。 木塑复合材料 摘要：木塑复合材料具有比单独的木质材料和塑料产品更优异的品质，是实木的理想替代品，它的出现可以减少废弃木料和塑料对环境的污染，也适应现代材料复合化发展的规律。本文介绍了木塑复合材料的定义、特点、加工工艺、分类和应用以及未来发展的趋势，并对木塑复合材料的优缺点进行了分析，充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。 关键词：木塑；性能；加工工艺；分类；应用；发展趋势 随着森林资源的减少，木材供应量逐渐下降，已不能满足人们的生产生活需要。同时，塑料制品废旧物的处理也日益成为一个急待解决的环境问题。一种新型材料——木塑复合材料成为木材的理想代用品。木塑复合材料系使用木粉或植物纤维超高份额填充热塑性塑料树脂或热塑性塑料再生料，添加部分相关改性剂，经挤出成型为板材、型材、管材而成。此类产品可替代相应木制品，人们由此可节约大量的森林资源，处理掉大量的废旧塑料及木材加工中产生的废弃木粉，故可大大有利于保护并改善生态环境，是符合2l世纪发展方向的环保型化工新材料。 1 木塑复合材料定义及特点 1.1 木塑复合材料的定义 木塑复合材料是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、谷糠、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸杆等初级生物质材料为主原料，利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点，配混一定比例的塑料基料，经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用、涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料，目前国内外对此称谓不一，也有将其称之为：塑木、环保木、科技木、再生木、聚合木、聚保木、塑美木或保利木，英文名称：Wood-Plastic Composites,缩写为WPC。一般说来，以生物质材料为基添加一定比例的塑料原料制成的材料，或以塑料原料为基添加一定比例的生物质材料制成的材料，均可称为木塑复合材料。 1.2 木塑复合材料的特点： (1)原料资源化，其生物质材料部分基本分为废弃物利用，来源广泛，价值低廉；塑料组分要求不高，新、旧料或混合料均可，充分体现了资源的综合利用和有效利用； (2)产品可塑化，木塑产品为人工整体合成制品，可根据使用要求随机调整产品工艺和配方，从而生产出不同性能和形状的材料，其型材利用率接近100%； (3)应用环保化，木塑材料的木/塑基料及其常用助剂均环保安全，无毒无害，其生产加工过程中也不会产生副作用，故对人体和环境均不构成任何危害； (4)成本经济化，即木塑制品实现了低价值材料向高附加值产品的转移，不仅维护费用极低，而且产品寿命数倍于普通天然木材，综合比较具有明显的经济优势； (5)回收再生化，即木塑材料的报废产品及回收废品均可100%的再生利用，且不会影响产品使用性能，能够真正实现“减量化、再生化、资源化”的循环经济模式。 1、简述构成复合材料的元素及其作用 复合材料由两种以上组分以及他们之间的界面组成。即构成复合材料的元素包括基体相、增强相、界面相。 基体相作用：具有支撑和保护增强相的作用。在复合材料受外加载荷时，基体相一剪切变形的方式起向增强相分配和传递载荷的作用，提高塑性变 形能力。 增强和作用：能够强化基体和的材料称为增强体，增强体在复合材料中是分散相, 在复合材料承受外加载荷时增强相主要起到承载载荷的作用。 界面相作用：界面相是使基体相和增强相彼此相连的过渡层。界面相具有一定厚度，在化学成分和力学性质上与基体相和增强相有明显区别。在复 合材料受外加载荷时能够起到传递载荷的作用。 2、简述复合材料的基本特点 (1)复合材料的性能具有可设计性 材料性能的可设计性是指通过改变材料的组分、结构、工艺方法和工艺参数来调节材料的性能。显然，复合材料中包含了诸多影响最终性能、可调节的因素，赋予了复合材料的性能可设计性以极大的自由度。 ⑵ 材料与构件制造的一致性 制造复合材料与制造构件往往是同步的，即复合材料与复合材料构架同时成型，在采用某种方法把增强体掺入基体成型复合材料的同时?，通常也就形成了复合材料的构件。 (3)叠加效应 叠加效应指的是依靠增强体与基体性能的登加，使复合材料获得一?种新的、独特而又优于个单元组分的性能，以实现预期的性能指标。 (4)复合材料的不足 复合材料的增强体和基体可供选择地范围有限；制备工艺复杂，性能存在波动、离散性；复合材料制品成本较高。 3、说明增强体在结构复合材料中的作用能够强化基体的材料称为增强体。增强体在复合材料中是分散相。复合材料中的增强体，按几何形状可分为颗 粒状、纤维状、薄片状和由纤维编制的三维立体结构。喑属性可分为有机增强体 和无机增强体。复合材料中最主要的增强体是纤维状的。对于结构复合材料，纤 维的主要作用是承载，纤维承受载荷的比例远大于基体；对于多功能复合材料， 纤维的主要作用是吸波、隐身、防热、耐磨、耐腐蚀和抗震等其中一种或多种， 同时为材料提供基本的结构性能；对于结构陶瓷复合材料，纤维的主要作用是增 加韧性。 4、说明纤维增强复合材料为何有最小纤维含量和最大纤维含量 在复合材料中，纤维体积含量是一个很重要的参数。纤维强度高，基体韧性好，若加入少量纤维，不仅起不到强化作用反而弱化，因为纤维在基体内相当于裂纹。所以存在最小纤维含量，即临界纤维含量。若纤维含量小于临界纤维量，则在受外载荷作用时，纤维首先断裂，同时基体会承受载荷，产生较大变形，是否断裂取决于基体强度。纤维量增加，强度下降。当纤维量大于临界纤维量时，纤维主要承受载荷。纤维量增加强度增加。总之，含量过低，不能充分发挥复合材料中增强材料的作用；含量过高，由于纤维和基体间不能形成一定厚度的界面过渡层, 无法承担基体对纤维的力传递，也不利于复合材料抗拉强度的提高。 5、如何设才计复合材料 材料设计是指根据对?材料性能的要求而进行的材料获得方法与工程途径的规划。复合材料设计是通过改变原材料体系、比例、配置和复合工艺类型及参数，来改变复合材料的性能，特别是是器有各向异性，从而适应在不同位置、不同方位和不同环境条件下的使用要求。复合材料的可设计性赋予了结构设计者更大的自由度，从而有可能设计出能够充分发掘与应用材料潜力的优化结构。复合材料制品的设计与研制步骤可以归纳如下： 1）通过论证明确对于材料的使用性能要求，确定设计目标 2）选择材料体系（增强体、基体） 3）确定组分比例、几何形态及增强体的配置 4）确定制备工艺方法及工艺参数 先进复合材料真空袋,热压罐成型技术 真空袋/热压峨成塑技术是航空、航天领城应用最广泛的成型技术之一它能在宽广范圈内适应各种材料对加工工艺条件的要求。 真空级/热压罐成型的主要工艺流程 1.模具清理和脱棋剂涂抹。 脱棋荆一定要涂抹均匀.用量要严格控制，过少影响脱模，过多污染制品。 2.预浸料裁切与铺叠。 裁切与铺叠可采取人工操作.可采取机器辅助裁切与人工铺叠相结合.也可采取全自动方式裁切与铺叠。裁切按模板裁剪.要注意控制纤维方向偏差，一般不超过士1度。铺叠时要按照设计的铺层顺序和方向依次铺叠，同时要注意在接缝部位采取搭接形式.且各层接缝必须错开.要注意将顶浸料展平压实，尽量排除层间空气。 3真空袋组合系统制作和坯件装袋. 真空袋组合系统制作需要采用各种辅助材料.其中包括:真空袋材料(改性尼龙薄膜或聚酸胺薄膜).橡胶密封胶条.有孔或无孔隔离膜(聚四氟乙烯或改性氟塑料)。吸胶材料。透气材料.脱模布和周边胶条等。按图10-1所示顺序将坯件与各种辅助材料依次组合井装袋.形成真空组合系统。在组合过程中.吸胶材料的用量要精确计算.真空袋不宜过小或过大，以舒展为宜。装袋后应进行真空检漏.确认无误后.便可闭合锁锁热压罐门.升温固化。 1.真空袋. 2.透气材料. 3.压板0 4.有孔隔离层, 5.预浸料叠层， 6.有孔脱模布， 7.吸胶材料， 8.隔离薄面. 9.底模版.10.周边挡条.11.周边密封带112.热压罐金属基板。13.密封胶条，14.真空管路 3.固化。 各种树脂体系的固化制度，应根据各种不同树脂体系的固化反应特性和物理特性分别给予制定，要懊重考虑加压时机和关闭真空系统的时机。固化完毕要控制降温速率，以防止因降沮速度过快导致制品内部产生残余应力。 4.出罐脱模。 第四章第三节合金复合材料 枣庄一中 课型：复习课 授课时间：2015年1月10日， 【考纲定标】 1、了解常见金属的活动顺序 2 、了解金属铜及其重要化合物的主要性质及应用 3 、了解合金的概念及其重要应用 【热点定位】 1.常见合金的性质及用途。 2．利用金属活动性顺序对金属单质的还原性、离子的氧化性、金属的冶炼方法进行考查。 3．铜及其化合物的性质与制备工艺流程。 【知识点一】铜及重要化合物 一．单质铜 1、物理性质： 色固体，具有良好的延展性、导电性和导热性。不能被磁铁吸引。 2、化学性质： （1）与非金属单质反应 ①与O 反应： 2 反应： ②与Cl 2 ③与S反应： （2）与酸反应 ①一般不与非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）反应产生氢气 ②氧化性酸： 反应： （a）与稀HNO 3 反应： （b）与浓 HNO 3 （c）与浓硫酸共热： （3）与盐溶液反应 溶液反应： ①与AgNO 3 ②与FeCl 反应： 3 ⑷锈蚀 常温下，铜与在干燥的空气中不发生反应，但潮湿的空气里，表面易形成铜 绿。 反应方程式为： 二、、氧化铜 1、物理性质 氧化铜是色粉末状固体（区别于氧化亚铜色），难溶于水。 2、化学性质： ⑴与还原剂（H 2 、CO、C）反应 与H 2 反应 与C 反应 ⑵与酸反应（如HNO 3、HCl、H 2 SO 4 等） 离子方程式 ⑶高温分解 化学方程式 三、氢氧化铜 1、物理性质 氢氧化铜是色固体，难溶于水，但可溶于氨水。 2、化学性质： ⑴不稳定性（受热易分解） ⑵与酸反应（如HNO 3、HCl、H 2 SO 4 等） 离子方程式 四、硫酸铜 1、物理性质 ⑴ 无水硫酸铜是色固体，能溶于水，水溶液呈色，因此，无水硫酸铜可用于水的检验，但不能做干燥剂。 ⑵ 硫酸铜晶体是色，俗称、，化学式为CuSO4·5H2O 2、化学性质： 硫酸铜晶体受热易分解 3、用途：CuSO4和石灰乳的混合液即为无机农药波尔多液。 【思考应用】 1．如何除去铜器表面的铜绿而不损坏铜器？试写出反应的化学方程式。 木塑复合材料及其材料配方 木塑复合材料是采用热熔塑胶，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物作为胶粘剂，用木质粉料如木材、农植物秸杆、农植物壳类物粉料为填充料，经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。其中的热熔塑胶原料可采用工业或生活的废弃料，木粉也可以采用木材加工的下脚料、小径材等低品质木材。从生产原料的角度而言，木质塑料制品减缓和免除了塑料废弃物的公害污染，也免除了农植物焚烧给环境带来的污染。复合过程中材料配方的选择涉及到如下几个方面： 1.聚合物 用于木塑复合材料加工中的塑料可以是热固性塑料和热塑性塑料，热固性塑料如环氧树脂，热塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。由于木纤维热稳定较差，只有加工温度在200℃以下的热塑性塑料才被广泛使用，尤其是聚乙烯。塑料聚合物的选择主要依据有：聚合物的固有特性、产品需要、原料可得性、成本及对其熟知的程度。如：聚丙烯主要用于汽车制品和日用生活品等，聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等。此外，塑料的熔体流动速率(MFI)对复合材料性能也有一定影响，在相同加工工艺条件下，树脂的MFI较高，木粉的总体浸润性较好，木粉的的分布也越均匀，而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能，尤其是冲击强度。 2.添加剂 由于木粉具有较强的吸水性，且极性很强，而热塑性塑料多数为非极性的，具有疏水性，所以两者之间的相容性较差，界面的粘结力很小，常需使用适当的添加剂来改性聚合物和木粉的表面，以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力。而且，高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果差，常以某种聚集状态的形式存在，使得熔体流动性差，挤出成型加工困难，需加入表面处理剂来改善流动性以利于挤出成型。同时，塑料基体也需要加入各种助剂来改善其加工性能及其成品的使用性能，提高木粉和聚合物之间的结合力和复合材料的机械性能。常用的添加剂包括如下几类： a)偶联剂能使塑料与木粉表面之间产生强的界面结合；同时能降低木粉的吸水性，提高木粉与塑料的相容性及分散性，所以复合材料的力学性能明显提高。常用的偶联剂主要有：异氰酸盐、过氧化异丙苯、铝酸酯、酞酸酯类、硅烷偶联剂、马来酸酐改性聚丙剂(MAN-g-PP)、乙烯-丙烯酸酯(EAA)。一般偶联剂的添加量为木粉添加量的1wt%～8wt%，如硅烷偶联剂可以提高塑料与木粉的粘结力，改善木粉的分散性，减少吸水性，而用碱性处理木粉只能改善木粉的分散性，不能改善木粉的吸水性及其与塑料的粘结性。需注意的是马来酸盐偶联剂与硬脂酸盐润滑剂会发生相斥的反应，一起使用时导致产品质量和产量降低。 b)增塑剂对于一些玻璃化温度和熔融流动粘度较高的树脂如硬度PVC，与木粉进行复合时加工困难，常常需要添加增塑剂来改善其加工性能。增塑剂分子结构中含有极性和非极性两种基因，在高温剪切作用下，它能进入聚合物分子链中，通过极性基因互相吸引形成均匀稳定体系，而它较长的非极性分子的插入减弱了聚合物分子的相互吸引，从而使加工容易进行。在木塑复合材料中常要加入的增 复合材料热压罐共固化的低成本工程 以热压罐成型技术为主制造的航空先进复合材料结构件在各类飞机制造上都不同程度进入了批量生产阶段，有的型号已生产了数百架份的先进复合材料结构件，并经过了十多年的使用考核，为进一步扩大先进复合材料在飞机上的应用提供了实用的工程经验。但我们必须清醒看到，先进复合材料的制造成本居高不下、批产中质量的不一致性、对先进复合材料特性缺乏足够的认识等仍然是阻碍先进复合材料在飞机上扩大应用的主要因素，这也是我国航空先进复合材料与先进国家航空复合材料应用差距巨大的问题所在。因此，立足现有的热压罐法，如何降低其制造成本是我们的当务之急，如选用工艺特性优良的树脂体系、国产辅助材料的采用、成型模具的结构优化以及过程细节的严格控制等，都可以在降低制造成本的同时，明显的提高制件的合格率。本课题针对先进复合材料共固化技术成型的产品，从材料开发、工艺优化、性能检测到售后服务等环节，以低成本为主导线，详细描述了一个热压罐共固化技术工程化的范例，达到了在热压罐成型方面明显降低制造成本的目的。 技术难点 复合材料共固化技术要进入工程化，必须从材料、工艺、检测和售后等环节入手，高产品质量与低制造成本并行研究，高生产效率与低缺陷率并行考虑，建立低成本、高质量、高效率和低缺陷的复合材料工程化制造体系，达到整个工程的低成本化、技术完整化。 先进复合材料共固化技术工程化要实现低制造成本必须攻克的技术难点主要有： （1）低成本的原材料货源和多品种预浸料的开发与储备； （2）共固化技术所需辅助材料的国产化研究； （3）共固化成型工艺的优化； （4）产品性能检测项目的合理性以及产品质量的保证； （5）先进复合材料制品缺陷修复手段和修复后的性能表征。 技术方案 1、多品种预浸料的开发 由于复合材料的基体用原材料性能不稳定，加上材料体系易受运输、保管等因素的影响，使得预浸料的工艺性能出现较大的差异，从而影响先进复合材料的内部质量。此外，先进复合材料件在固化过程中出现的某些局部缺陷，由于很难找到一种与之性能相当的树脂体系对其进行修复，构件因不能满足产品技术要求而无法使用，增加了构件的制造成本。 为提高和稳定先进复合材料的成型质量，降低先进复合材料的制造成本，我们根据不同的复合材料结构件研制开发了中高温度固化、韧性不同的NY9200环氧树脂体系，原材料均为国产，价廉易购；其配制工艺简单，质量稳定，可用于湿法或干法预浸，无污染，易工程 摘要：近年来，各种复合材料制备技术日益更新，从陶瓷基复合材料、金属基复合材料到聚合物基复合材料，各种制备技术都得到了很大改善，使得复合材料的性能和应用得到了显著提高。本文综述陶瓷基复合材料、金属基复合材料、聚合物基复合材料等几种重要的研究方法以及应用。 关键词：先进，复合材料，制造技术。 正文：一·陶瓷基复合材料 工程陶瓷的开发是目前国内外甚为重视的新型材料研究领域。纯陶瓷材料因其脆性，不能满足苛刻条件下的使用要求。因此，目前广泛采取增韧技术来提高陶瓷的使用性能。纤维和晶须增韧陶瓷是一类有效的方法。用纤维来增韧陶瓷的技术是十年代以后开始的，最初是用碳纤维增强陶瓷，八十年代以来又开发了用陶瓷纤维和晶须增韧陶瓷，增韧效果不断取得进展，增韧技术也不断有所创新。连续纤维增强陶瓷基复合材料是最有前途的高温结构材料之一，以其优异的高韧性、高强度得到世界各国的高度重视。 连续纤维补强陶瓷基复合料(Continuous Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites，简称CFCC)是将耐高温的纤维植入陶瓷基体中形成的一种高性能复合材料。由于其具有高强度和高韧性，特别是具有与普通陶瓷不同的非失效性断裂方式，使其受到世界各国的极大关注。连续纤维增强陶瓷基复合材料已经开始在航天航空、国防等领域得到广泛应用.20世纪70年代初，科学家在连续纤维增强聚合物基复合材料和纤维增强金属基复合材料研究基础上，首次提出纤维增强陶瓷基复合材料的概念，为高性能陶瓷材料的研究与开发开辟了一个方向。随着纤维制备技术和其它相关技术的进步，人们逐步开发出制备这类材料的有效方法，使得纤维增强陶瓷基复合材料的制备技术日渐成熟。 由于纤维增强陶瓷基复合材料有着优异的高温性能、高韧性、高比强、高比模以及热稳定性好等优点，能有效地克服对裂纹和热震的敏感性[5-6]，因此，在重复使用的热防护领域有着重要的应用和广泛的市场。连续纤维增韧陶瓷基复合材料具有类似金属的断裂行为，对裂纹不敏感，不会发生灾难性破坏。其耐高温和低密度特性，使其成为发展先进航空发动机、火箭发动机和空天飞行器防热结构的关键材料。 二·金属基复合材料 金属基复合材料具有比强度高，比刚度高，耐热，耐磨，导热，导电，尺寸稳定等优点，是一种很有发展前途的新材料，金属基复合材料广泛应用于制造航空抗天零部件，也用于制造各种民用产品。 按基体分，金属基复合材料分为：铝基、镁基、钛基、锌基、铁基、铜基等金属基复合材料；按增强材料分，可分为：纤维增强金属基复合材料；其纤维有C、SiC、Si3N4、B4C、Al2O3等纤维；粒子增强金属基复合材料，增强粒子有：Al2O3、TiC、SiC、Si3N4、BN、SiC、MgO等。 纤维增强金属基复合材料的制造方法： （1）叠层加压法：工艺过程是：将金属（合金）箔片或纤维增强金属片按要求剪裁，并一层一层的进行叠层，然后加热加压进行成型和连接，一般是在真空或气体中进行。适于这种方法的材料有铝、钛、铜、高温合金，其增强纤维随需要而定。为了改善连接性能，有事在两片之间加入中间金属或在待连接表面涂覆或沉积一层中间金属。 （2）辊轧成型连接法：其主要的基材是铝、钛箔片，增强纤维主要是B、C、SiC、Si3N4等，有时在基材表面要涂覆一层低熔点的中间金属，增强纤维表面要预先浸沾铝或经物理气相沉积（PVI）、化学气相沉积（CVI）处理。 （3）钎焊法：在增强纤维与基材之间加入箔状、粉末状或膏状的钎料，经真空钎焊或保护钎焊而成。钎焊法可以制造管材、型材、叶片等。 （4）热等静压法：如图2所示，其工艺过程是：将纤维与基材进行叠层并装入一模具中，金属基复合材料的现状与展望
木塑复合材料
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锂离子电池三元镍钴锰正极材料研究现状综述
热压罐介绍
C_C复合材料与金属材料的热压连接
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